JP5429630B2 - 伝送線路フィルタ - Google Patents

伝送線路フィルタ Download PDF

Info

Publication number
JP5429630B2
JP5429630B2 JP2009505089A JP2009505089A JP5429630B2 JP 5429630 B2 JP5429630 B2 JP 5429630B2 JP 2009505089 A JP2009505089 A JP 2009505089A JP 2009505089 A JP2009505089 A JP 2009505089A JP 5429630 B2 JP5429630 B2 JP 5429630B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission line
ferroelectrics
line filter
ground plane
strip conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009505089A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008114519A1 (ja
Inventor
瑞樹 岩波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2009505089A priority Critical patent/JP5429630B2/ja
Publication of JPWO2008114519A1 publication Critical patent/JPWO2008114519A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5429630B2 publication Critical patent/JP5429630B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Description

本発明は、伝送線路フィルタと、伝送線路フィルタ制御方法とに係り、特に、通過帯域または阻止帯域を有する伝送線路フィルタと、伝送線路フィルタの通過帯域または阻止帯域を制御する伝送線路フィルタ制御方法とに係る。
なお、本願の基礎出願である特願2007−069028号の内容は、この出願番号の開示により本願に組み込まれるものとする。
従来からマイクロ波信号のフィルタリングを行うための受動素子として、バンドパスフィルタやバンドストップフィルタが知られている。このような素子は、スペクトラムアナライザ、アンプ等の計測機器における不要波やノイズ成分のカットのために利用されている。このような素子は、その他に、携帯電話等の通信機器における通信性能向上のためにも活用されている。
また、フィルタリングを行う周波数帯が可変となるように、マイクロ波伝送線路と半導体ダイオードを組み合わせて、電圧印加によるフィルタリング周波数の制御が知られている。さらに、伝送路基材に強誘電体を使用して、この強誘電体に電圧を加えることによってフィルタリング周波数を制御する手法も報告されている。
さらに、ある周波数の信号だけを選択的に透過させることを目的に、広帯域な阻止帯域中に狭い通過帯域を発生させるような、高性能なマイクロ波フィルタも考案されている。
上記に関連して、特開平3−108192号公報では、強誘電体メモリに係る発明が開示されている。
特開平3−108192号公報の強誘電体メモリは、下部電極と、上部電極と、強誘電体層と、反強誘電体層とを具備する。ここで、下部電極はストライプ状である。上部電極は、下部電極と直行するように配置されていて、ストライプ状である。強誘電体層は、下部電極と上部電極との間に配置されて、両電極間に印加される電界により分極状態を変化させる。反強誘電体層は、下部電極と強誘電体層との間または上部電極と強誘電体層との間の少なくとも一方に配置されている。
また、実開平3−71598号公報では、電界発光灯に係る発明が開示されている。
実開平3−71598号公報の電界発光灯は、透明電極と背面電極とにより、絶縁層と発光層とを狭時している。高誘電体粉末をバインダに分散してなる絶縁層が、チタン酸ジルコン酸バリウムを用いている。
また、特開平7−111407号公報では、強誘電体伝送線路に係る発明が開示されている。
特開平7−111407号公報の強誘電体送電線路は、印加電界の大きさにより誘電率が変化する強誘電体材料を接地導体上に設けている。また、強誘電体材料上にマイクロ波を伝搬させる伝送線路が導体パターンで形成されている。さらに、導体パターンに印加する電圧によって、強誘電体材料の誘電率を変化させることにより、前記マイクロ波の特性を変化させている。
また、特開平10−39265号公報では、電気光学素子に係る発明が開示されている。
特開平10−39265号公報の電気光学素子は、強誘電性基体と、この強誘電性基体中に所定形状に形成された分極反転ドメインとを有する。この分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも一つが前記強誘電性基体の主面に対して垂直もしくはほぼ垂直である。光ビームが前記ドメイン壁を少なくとも二つ通過するように構成され、かつ、前記光ビームの伝搬方向に沿う、前記主面とは異なる前記強誘電性基体の側面に電極が設けられている。
また、特開平11−239002号公報では、移相器に係る発明が開示されている。
特開平11−239002号公報の移相器は、1THz以下の電磁波の位相を遅延させるための遅延量の制御が可能である。1対の伝送線と、絶縁性物質とを備える。ここで、1対の伝送線は、互いに対向して設けられ、電磁波を伝送するとともに、一方と他方の間に遅延量を制御するための電磁波よりも周波数の低い制御電圧が印加される。絶縁性物質は、1対の伝送線の間に設けられ、制御電圧に応じてその誘電率が変化する。
また、特開2006−60112号公報では、プリント基板に係る発明が開示されている。
特開2006−60112号公報のプリント基板は、信号線と、グランドもしくは電源ラインとの間に、強誘電体を含んだ誘電体を有する伝送線路を備えている。
また、特開2006−145726号公報では、電磁波方向制御素子に係る発明が開示されている。
特開2006−145726号公報の電磁波方向制御素子は、フォトニック結晶誘電体複合物質と、高誘電率誘電体物質と低誘電率誘電体物質とを用いて構成される。ここで、フォトニック結晶誘電体複合物質は、第1の誘電率を有する第1の誘電体物質中に、第1の誘電率とは異なる第2の誘電率を有する第2の誘電体物質が周期的に配列されている、そのような周期構造を有する。高誘電率誘電体物質は、周期構造を持たずかつ第3の誘電率を有する。低誘電率誘電体物質は、周期構造を持たずかつ前記第3の誘電率より低い第4の誘電率を有する。また、電磁波の入力端側から出力端側に向かって、入力側フォトニック結晶部分と、入力側結晶欠陥部分と、中間フォトニック結晶部分と、出力側結晶欠陥部分と、出力側フォトニック結晶部分とが順次配置されている。ここで、入力側フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる。入力側結晶欠陥部分は、記高誘電率誘電体物質からなる。中間フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる出力側結晶欠陥部分は、低誘電率誘電体物質からなる。出力側フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる。
本発明の目的は、従来にない広帯域な阻止帯域を発生させることが出来、且つその阻止帯域が制御可能な伝送線路フィルタを提供することである。
本発明の他の目的は、広帯域な阻止帯域中に狭い通過帯域を発生させることが可能で、且つ通過帯域が制御可能な伝送線路フィルタを提供することである。
本発明の伝送線路フィルタは、それぞれの形状が同じで、一方向に周期的に配列された複数の強誘電体と、複数の強誘電体同士を、周期的配列方向に接続する、ストリップ導体とを具備する。
本発明の伝送線路フィルタ制御方法は、(a)伝送線路フィルタに任意の伝送波を入力するステップと、(b)前記伝送線路フィルタの長さ方向に周期構造を有する複数の誘電体によって、前記伝送波にブラッグ反射を起こすステップと、(c)前記複数の誘電体の少なくとも1つにおいて、前記伝送線路フィルタの長さ方向に直交する方向に、所定の電圧を印加することによって、前記ブラッグ反射による阻止帯域の周波数を変えるステップと、(d)前記印加電圧を調節することによって、前記阻止帯域の周波数を制御するステップとを具備する。
図1は、本発明の第1の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。 図2は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタにおけるマイクロストリップ線路の長さ方向の断面図である。 図3は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタにおけるマイクロストリップ線路の伝送波進行方向に垂直な断面図である。 図4は、本発明の第3の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。 図5は、本発明の第4の実施形態における伝送線路フィルタの上から見たときの平面図である。 図6は、本発明の一実施例における、伝送線路フィルタとそれにつながる電圧発生器である。 図7(a)は、本発明の一実施例における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の長さ方向の断面図である。図7(b)は、本発明の一実施例における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の伝送波進行方向に垂直な断面図である。 図8は、本発明における伝送線路フィルタの伝送特性である。 図9は、本発明における伝送線路フィルタの伝送特性である。 図10は、一般的な強誘電体の分極−電界特性の模式図である。
添付図面を参照して、本発明による伝送線路フィルタを実施するための最良の形態を以下に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、ストリップ導体3と、グランドプレーン4と、複数の常誘電体1と、複数の強誘電体2とを具備する。複数の常誘電体1は、それぞれ同じ大きさである。また、複数の強誘電体2もそれぞれ同じ大きさである。
本実施形態における伝送線路フィルタは、3層構造になっている。ストリップ導体3の層と、グランドプレーン4の層との間に、複数の常誘電体1と、複数の強誘電体2とを具備する中間層がある。この中間層では、複数の常誘電体1と、複数の強誘電体2とが、電磁波の進行方向に交互にかつ周期的に配列されている。
複数の強誘電体2のそれぞれには、リード線5を介して電圧源6が接続されている。ここで、リード線5は、複数の強誘電体2のそれぞれに対して、電圧源6の電圧が電磁波の進行方向に直行する方向に印加されるように接続されている。具体的には、一方では、複数の強誘電体2がストリップ導体3に接触する面にリード線5は接続されている。もう一方では、複数の強誘電体2がグランドプレーン4に接触する面にリード線5が接続されている。ここで、リード線5が強誘電体2に接続できるように、グランドプレーン4には、強誘電体2の直下に図示されない孔が開けられている。なお、グランドプレーン4には必ずしも孔が開けられていなくても良い。この場合は、複数の強誘電体2のグランドプレーン4とは反対側の面と、グランドプレーン4とに、リード線5が接続される。この時、複数の強誘電体2に印加される電圧の方向は、グランドプレーンの面に垂直な方向を向くことになり、したがって電磁波の進行方向に直交する方向を向いている。
本実施形態における伝送線路フィルタの伝送特性は、波のブラッグ反射を基本原理とする広い阻止帯域を有する。伝送線路フィルタが図1のように電圧源に接続されることにより、強誘電体の厚さ方向に電界が印加され、強誘電体のテンソル誘電率における厚さ方向の成分が変化する。伝送マイクロ波の強誘電体中における電界の方向は、殆どがその厚さ方向であるため伝送波の波長は比誘電率の変化を受けて変化する。その結果、前記の広い阻止帯域の周波数がシフトする。印加電圧の大きさを調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の長さ方向の断面図である。また、図3は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の伝送波進行方向に垂直な断面図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、ストリップ導体3と、グランドプレーン4と、誘電体層8とを具備している。複数の強誘電体2はそれぞれ同じ大きさである。
本実施形態における伝送線路フィルタは、4層構造になっている。一番下の層は、グランドプレーン4である。その上の層は、誘電体層8である。誘電体層8の上に、ストリップ導体3が乗っているが、その幅はグランドプレーン4または誘電体層8の幅よりもずっと短い。一番上には、ストリップ導体3の長さ方向に、複数の強誘電体2が周期的に配置されている。ここで、複数の強誘電体2のそれぞれは、ストリップ導体3を包み込むようにして誘電体層8に乗っている。ただし、複数の強誘電体2はお互いに離れているので、隣り合った2つの強誘電体2の間ではストリップ導体3は露出している。
複数の強誘電体2を図2のように周期配列させることにより、伝送線路フィルタの伝送特性は上記と同じ理由により、広い阻止帯域を有する特性となる。強誘電体2を図3のように電圧源と接続することにより、ストリップ導体の幅方向に電界が印加され、強誘電体のテンソル誘電率における当該方向の成分が変化する。伝送マイクロ波の強誘電体中における電界の方向は、殆どがストリップ導体の幅方向であるため、伝送波の波長は比誘電率の変化を受けて変化する。その結果、前記の広い阻止帯域の周波数がシフトする。印加電圧の大きさを調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。
本実施形態の伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、ストリップ導体3と、グランドプレーン4とを具備している。複数の強誘電体2はそれぞれ同じ大きさであって、ストリップ導体3がちょうど通る穴が設けられている。
本実施形態の伝送線路フィルタでは、グランドプレーン4の上に周期的に配列された複数の強誘電体2のそれぞれをストリップ導体3が貫通している。複数の強誘電体2はそれぞれ、グランドプレーン4の面に直交する方向に電圧源6の電圧が印加されるように、リード線5が接続されている。そのために、強誘電体2の下においてグランドプレーン4にはリード線5が通るための図示されない穴が開いている。
伝送線路フィルタの誘電体層を図4のような構成としても、その伝送特性は広い阻止帯域を伴う。線路を図4のように電圧源に接続することにより、強誘電体の厚さ方向に電界が印加され、そのテンソル誘電率における当該方向の成分が変化する。伝送マイクロ波の強誘電体中における電界の方向は、殆どがその厚さ方向であるため、伝送波の波長は比誘電率の変化を受けて変化する。その結果、前記の広い阻止帯域の周波数がシフトする。印加電圧の大きさを調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
(第4の実施形態)
図5は、本発明の第4の実施形態を示す伝送線路フィルタの上から見たときの平面図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、複数のストリップ導体3と、誘電体層8とを具備している。複数の強誘電体2は、それぞれ同じ大きさをしている。また、複数のストリップ導体3も、少なくともその一部については、それぞれ同じ大きさをしている。さらに、複数の強誘電体2と、複数のストリップ導体3とは、幅が同じである。
本実施形態における伝送線路フィルタでは、誘電体層8の上に、複数の強誘電体2と、複数のストリップ導体3とが、交互に周期的に接続されて乗っている。つまり、ストリップ導体3は周期的に分断されており、分断された部分に強誘電体2が導体の代わりに介在しているような構造を有する。なお、2つの強誘電体2に挟まれて配置された複数のストリップ導体3は、その周期性のために、同じ大きさである必要があるが、両端のストリップ導体3の大きさについてはその限りではない。
複数の強誘電体2はそれぞれ同じ方向に電圧源6の電圧が印加されるように、リード線5が接続されている。この印加方向は、誘電体層8の面に平行で、かつ、複数の強誘電体2と複数のストリップ導体3との接続方向に直交する。
強誘電体2は、電界をかられた時、印加電界方向に垂直な方向の誘電率成分が大きく変化するような強誘電体である。ストリップ導体3の分断により導体3間に静電容量が発生し、その位置が周期的で大きさが等しいため、上記と同じ理由により、線路の伝送特性は広い阻止帯域を有する特性となる。強誘電体2を図5のように電圧源6と接続することにより、ストリップ導体3の幅方向に電界が印加され、印加電界方向に垂直な方向、すなわち導体の長さ方向の比誘電率が大きく変化する。その結果、導体3間の静電容量が変化し、伝送波の波長は、この変化を受けて変化する。そして、前記の広い阻止帯域の周波数がシフトする。印加電圧の大きさを調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態は、図1から図5に示した伝送線路のいずれかであり、且つ周期配列された強誘電体のいくつか、例えばある一点の強誘電体のみが電圧源と接続されているような状態である。この場合、電圧源と接続されている強誘電体のみ比誘電率を変化させることが出来る。強誘電体の比誘電率が変化したとき、広い阻止帯域中に狭い通過帯域が発生するような伝送特性となる。この現象は、完全結晶中に欠陥を導入した場合に、エネルギーバンド構造の禁制帯に欠陥(不純物)準位が発生するのと原理的に同じ現象である。さらに、強誘電体に加える電圧の大きさを変化させることにより、阻止帯域中の通過帯域の周波数を変えることができる。すなわち、強誘電体への印加電圧の大きさを調整することにより、通過帯域の周波数の変化量を制御することが出来る。
図6は、本発明の、第1の実施形態に順ずる、第1の実施例を示している。まず、2種の誘電体1、2が伝送波の進行方向に周期的に配列された誘電体層を持つマイクロストリップ線路を作成する。作成には、例えば新しいセラミックス膜形成手法であるエアロゾルデポジション法を用いる。エアロゾルデポジション法は、任意の基板上に室温で数ミクロンから数十ミクロンのセラミックス膜を形成することが出来る手法である。例えば、4センチメートル角の平板状の銅基板上に、膜パターニング用のマスクを用いてアルミナとチタン酸バリウムの膜を図5のように交互に周期配列させる。これらのストリップ導体長さ方向の幅および厚さは、例えば、それぞれ2ミリメートル、約10ミクロンとする。アルミナとチタン酸バリウムの導体長さ方向の繰り返し回数を10回とすると、線路の全長は基板サイズと同じ4センチメートルである。誘電体層形成後、スパッタリング装置などの薄膜形成装置とマスクを用いて、例えば長さ4センチメートル、幅1ミリメートルのストリップ導体を形成する。線路作成後、図6のように強誘電体2に銀ペースト10を塗布し、リード線5を介して線路と電圧発生器11を接続する。尚、銅基板4には機械的に穴を開け、強誘電体底面にも銀ペースト10を塗布して、リード線5により強誘電体底面と電圧発生器を接続する。また、伝送マイクロ波が電圧発生器側に漏れ出さないように、リード線5に微小フェライトコア12を装着する。
図8は、図6における上記伝送線路フィルタの伝送特性を示している。強誘電体であるチタン酸バリウムに電圧を印加した場合と印加しない場合の比較結果である。アルミナの比誘電率は9、チタン酸バリウムのそれは、電圧を印加した場合としない場合で、それぞれ200、100である。電磁波の透過量が極端に小さい阻止帯域の幅がGHzオーダーであり、また電圧の印加によってそれが大きくシフトしている。印加電圧の大きさを変えることにより、阻止帯域の周波数を変えることが出来る。すなわち、印加電圧を調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
尚、強誘電体はチタン酸バリウムに限定されるものではなく、例えばジルコン酸チタン酸鉛、ランタンが添加されたジルコン酸チタン酸鉛であっても良い。
図7(a)および(b)は、本発明の第2の実施例を示しており、前記第2の実施形態に関するものである。図7(a)は、本実施例における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の長さ方向の断面図である。図7(b)は、本実施例における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の伝送波進行方向に垂直な断面図である。強誘電体2の両端に電極13を形成し、電極13は誘電体層8を貫くビア14と接続され、さらにビア14はグランド層4に存在するパッド15と接続されている。強誘電体2は、例えば前記エアロゾルデポジション法により形成でき、電極13はマスクを用いてスパッタリング法などの薄膜形成手法を用いて形成できる。強誘電体2と電圧発生器をビア14、パッド15、およびパッドに接続されるリード線を介して接続し、強誘電体に電圧を印加することにより、前記の広い阻止帯域の周波数がシフトする。印加電圧の大きさを調整することにより、阻止帯域の周波数を制御することができる。
本発明の第3の実施例は、第1の実施例の伝送線路において中央の強誘電体のみに電圧を印加するというものである。すなわち、マイクロストリップ線路を例えば第一の実施例の内容に従って作成し、作成後、中央の強誘電体のみに銀ペーストを塗布し、リード線を介して強誘電体と電圧発生器を接続する。尚、銅基板には機械的に穴を開け、中央の強誘電体底面にも銀ペーストを塗布して、リード線により強誘電体底面と電圧発生器を接続する。また、伝送マイクロ波が電圧発生器側に漏れ出さないように、リード線に微小フェライトコアを装着する。
図9は、上記伝送線路フィルタの伝送特性を示しており、中央のチタン酸バリウムのみに電圧を印加した場合と印加しない場合の比較結果である。電圧値は、異なる2種の値としている。アルミナの比誘電率は9、チタン酸バリウムのそれは、電圧を印加した場合、40(太い実線)あるいは20(破線)、印加しない場合、100(細い実線)である。電圧印加により、広い阻止帯の中に狭い通過帯が発生し、また電圧値の違いによってその周波数が異なる。すなわち、強誘電体への印加電圧の大きさを調整することにより、通過帯の周波数を制御することが出来る。
尚、本実施例では電圧を印加する場所を中央に存在する強誘電体としたが、印加場所は限定されるものではない。また、一箇所のみではなく、幾つかの強誘電体に電圧を印加してもよい。
これまで説明したように、本発明による伝送線路フィルタにおいて、その誘電体層を異種の誘電体が電磁波の進行方向に交互に周期配列された構造とする。且つ異種の誘電体のうち、どちらか一方を強誘電体とし、強誘電体に電圧を加えることにより阻止帯域を変化させる。
また、伝送線路フィルタにおいて、ストリップ導体の一部に強誘電体を介在させ、かつ前記強誘電体を導体の長さ方向に周期的に存在させ、強誘電体に電圧を加えることによっても阻止帯域の周波数を変化させることが出来る。
誘電体層を2種の異なる誘電体で構成し、且つそれらを電磁波の進行方向に交互に周期配列させた伝送線路の電磁波伝搬特性は、誘電体層の比誘電率が周期的に変化するため、結晶におけるブラッグ反射と同様の作用により、1GHz以上の帯域を有する広い阻止帯域を有する。
また、ストリップ導体の一部に強誘電体が介在し、かつ強誘電体が導体の長さ方向に周期的に存在する伝送線路においても、ストリップ導体部分の比誘電率が周期的に変化するため、その伝送特性は1GHz以上の帯域を有する広い阻止帯域を有する。
一方、一般に強誘電体の分極−電界特性は図10のようなヒステリシスを伴う非線形な特性を有するが、本発明は強誘電体の比誘電率を、このような非線形な分極−電界特性を利用して変化させることによりフィルタ特性を変化させることが出来る伝送線路である。誘電体の比誘電率は、それが異方性を持たないと仮定した場合、
εr=P/(ε0・E)+1 (…式1)
(εr:比誘電率、P:分極ベクトル、ε0:真空の誘電率、E:電界ベクトル)
と表すことが出来る。従って、分極Pが電界Eに対して線形、すなわちP=aE(a:定数)であれば比誘電率は電界により変化しないが、強誘電体の場合、比誘電率は異方性を持ち(テンソルで表され)、図10に示すように分極は電界に対して非線形である。このため、強誘電体の比誘電率は電界に応じて変化する。
従って、広い阻止帯域を発生させることが可能な上記伝送線路フィルタにおける強誘電体に電界をかけることにより強誘電体の比誘電率が変化する。その結果、強誘電体を透過する電磁波の波長短縮率が変化し、阻止帯域の周波数がシフトする。すなわち、周期的に配列した強誘電体に電圧を加えることにより阻止帯域を変化させることが出来、電圧の大きさを調整することにより、その変化量を制御することが可能である。
また、上記伝送線路における周期配列された強誘電体のいくつか、例えばある一点の強誘電体に電圧を加えることにより、その点のみ比誘電率の異なる強誘電体が実現する。このような時、広い阻止帯域中に狭い通過帯域が発生するような伝送特性が得られる。すなわち、阻止帯域中における所望の周波数の信号だけを通過させることの出来るフィルタが実現する。この現象は、完全結晶中に欠陥を導入した場合に、エネルギーバンド構造の禁制帯に欠陥(不純物)準位が発生するのと原理的に同じ現象である。
さらに、強誘電体に加える電圧の大きさを変化させることにより、阻止帯域中の通過帯域の周波数を変えることができる。すなわち、強誘電体への印加電圧の大きさを調整することにより、通過帯域の周波数の変化量を制御することが可能である。
本発明では、従来にない広帯域な阻止帯域を発生させることが出来、且つそれが制御可能な伝送線路フィルタを提供できる結果、新しいマイクロ波回路用受動素子として利用することが出来る。
また、本発明では、広帯域な阻止帯域中に狭い通過帯域を発生させることが出来、且つ通過帯域が制御可能な伝送線路フィルタを提供できる結果、従来にないフレキシブルなフィルタとして利用出来、マイクロ波回路の性能が向上可能となる。

Claims (16)

  1. それぞれの形状が同じで、ある配列方向に周期的に、かつ、ブラッグ反射を発生させるべく配列された複数の強誘電体と、
    前記複数の強誘電体同士を、前記配列方向に接続する、ストリップ導体と
    を具備する
    伝送線路フィルタ。
  2. 請求項1に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体の少なくとも1つに接続された電圧印加回路
    をさらに具備し、
    前記電圧印加回路は、前記伝送線路フィルタにおける阻止帯域の周波数を制御するために、前記複数の強誘電体の少なくとも1つに電圧を印加する
    伝送線路フィルタ。
  3. 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い複数の常誘電体と、
    グランドプレーンと
    をさらに具備し、
    前記複数の常誘電体は、それぞれ同じ形状をしており、前記複数の強誘電体の前記配列方向と同じ方向に、前記複数の強誘電体と交互に周期的に配列されており、
    前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体とを含む誘電体集合層は、前記ストリップ導体と前記グランドプレーンとの間に積層されて位置している
    伝送線路フィルタ。
  4. 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い複数の常誘電体と、
    グランドプレーンと
    をさらに具備し、
    前記複数の常誘電体は、それぞれ同じ形状をしており、前記複数の強誘電体の前記配列方向と同じ方向に、前記複数の強誘電体と交互に周期的に配列されており、
    前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体とを含む誘電体集合層は、前記ストリップ導体と前記グランドプレーンとの間に積層されて位置しており、
    前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記誘電体集合層とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体の少なくとも1つとに接続されている
    伝送線路フィルタ。
  5. 請求項4に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記グランドプレーンは、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つとの接触部分において所定の大きさの孔を具備し、
    前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記誘電体集合層とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つに接続されており、
    前記電圧印加回路と、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つの前記グランドプレーン側の面との接続は、前記グランドプレーンの孔を通っている
    伝送線路フィルタ。
  6. 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    グランドプレーンと、
    前記グランドプレーンの上に積層されて位置している第2の誘電体と
    をさらに具備し、
    前記ストリップ導体は、前記第2の誘電体にさらに積層されて形成されており、
    前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が嵌合する溝を具備し、前記ストリップ導体と前記第2の誘電体との上に積層されて密着している
    伝送線路フィルタ。
  7. 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    グランドプレーンと、
    前記グランドプレーンの上に積層されて位置している第2の誘電体と
    をさらに具備し、
    前記ストリップ導体は、前記第2の誘電体にさらに積層されて形成されており、
    前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が嵌合する溝を具備し、前記ストリップ導体と前記第2の誘電体との上に積層されて密着しており、
    前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記第2の誘電体とが積層されている方向と、前記ストリップ導体の長さ方向との両方に直交する方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つに接続されている
    伝送線路フィルタ。
  8. 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    グランドプレーン
    をさらに具備し、
    前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が貫通しかつ嵌合するための孔を具備し、
    前記ストリップ導体は、前記複数の強誘電体のそれぞれの前記孔を貫通して前記複数の強誘電体に接続され、
    前記ストリップ導体に貫通されて一体化された前記複数の強誘電体は、それぞれ前記グランドプレーンの上に密着して位置している
    伝送線路フィルタ。
  9. 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    グランドプレーン
    をさらに具備し、
    前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が貫通しかつ嵌合するための孔を具備し、
    前記ストリップ導体は、前記複数の強誘電体のそれぞれの前記孔を貫通して前記複数の強誘電体に接続され、
    前記ストリップ導体に貫通されて一体化された前記複数の強誘電体は、それぞれ前記グランドプレーンの上に密着して位置しており、
    前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記複数の強誘電体とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体の少なくとも1つとに接続されている
    伝送線路フィルタ。
  10. 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い第2の誘電体
    をさらに具備し、
    前記ストリップ導体は、それぞれ形状が同じ複数の部分に分割されて、
    前記ストリップ導体の前記複数の部分は、前記複数の強誘電体を断続的に接続し、
    前記ストリップ導体の前記複数の部分と、前記複数の強誘電体は、一方向に交互に配列されていて、前記第2の誘電体の表面にそれぞれ密着するように配置されている
    伝送線路フィルタ。
  11. 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い第2の誘電体
    をさらに具備し、
    前記ストリップ導体は、それぞれ形状が同じ複数の部分に分割されて、
    前記ストリップ導体の前記複数の部分は、前記複数の強誘電体を断続的に接続し、
    前記ストリップ導体の前記複数の部分と、前記複数の強誘電体は、一方向に交互に配列されていて、前記第2の誘電体の表面にそれぞれ密着するように配置されており、
    前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体と前記ストリップ導体との集合とが積層されている方向と、前記ストリップ導体の長さ方向との、両方に直交する方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の少なくとも1つに接続されている
    伝送線路フィルタ。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムか、ジルコン酸チタン酸鉛か、ランタンが添加されたジルコン酸チタン酸鉛かのいずれかの物質である
    伝送線路フィルタ。
  13. 請求項3〜5のいずれかに記載の伝送線路フィルタにおいて、
    前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムであり、
    前記複数の常誘電体は、アルミナである
    伝送線路フィルタ。
  14. (a)伝送線路フィルタに任意の伝送波を入力するステップと、
    (b)前記伝送線路フィルタの長さ方向に周期的に配列された複数の強誘電体によって、前記伝送波にブラッグ反射を起こすステップと、
    (c)前記複数の強誘電体の少なくとも1つにおいて、前記伝送線路フィルタの長さ方向に直交する方向に、所定の電圧を印加することによって、前記ブラッグ反射による阻止帯域の周波数を変えるステップと、
    (d)前記印加電圧を調節することによって、前記阻止帯域の周波数を制御するステップと
    を具備する
    伝送線路フィルタ制御方法。
  15. 請求項14に記載の伝送線路フィルタ制御方法において、
    前記伝送線路フィルタは、更に、複数の常誘電体を備え、
    前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体は、前記長さ方向に交互に配置されている
    伝送線路フィルタ制御方法。
  16. 請求項15に記載の伝送線路フィルタ制御方法において、
    前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムであり、
    前記複数の常誘電体は、アルミナである
    伝送線路フィルタ制御方法。
JP2009505089A 2007-03-16 2008-01-15 伝送線路フィルタ Expired - Fee Related JP5429630B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009505089A JP5429630B2 (ja) 2007-03-16 2008-01-15 伝送線路フィルタ

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007069028 2007-03-16
JP2007069028 2007-03-16
JP2009505089A JP5429630B2 (ja) 2007-03-16 2008-01-15 伝送線路フィルタ
PCT/JP2008/050360 WO2008114519A1 (ja) 2007-03-16 2008-01-15 伝送線路フィルタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008114519A1 JPWO2008114519A1 (ja) 2010-07-01
JP5429630B2 true JP5429630B2 (ja) 2014-02-26

Family

ID=39765637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009505089A Expired - Fee Related JP5429630B2 (ja) 2007-03-16 2008-01-15 伝送線路フィルタ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8508318B2 (ja)
JP (1) JP5429630B2 (ja)
WO (1) WO2008114519A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2009131140A1 (ja) * 2008-04-22 2011-08-18 日本電気株式会社 電磁バンドギャップ構造及びその製造方法、フィルタ素子、フィルタ素子内蔵プリント基板
US8512328B2 (en) * 2008-10-13 2013-08-20 Covidien Lp Antenna assemblies for medical applications
FR2964499B1 (fr) * 2010-09-08 2013-09-13 Univ Joseph Fourier Ligne de transmission haute frequence accordable
FR2970788B1 (fr) * 2011-01-26 2013-07-26 Marc Alexandre Bouvrot Circuit electro-optique en structure micro-massive a base de matériaux electro-optiques a coefficient géant, et procédé de fabrication
GB201105912D0 (en) 2011-04-07 2011-05-18 Diamond Microwave Devices Ltd Improved matching techniques for power transistors
WO2014132610A1 (ja) * 2013-02-27 2014-09-04 日本電気株式会社 配線基板、半導体装置、プリント基板及び配線基板の製造方法
US9786973B2 (en) 2014-03-18 2017-10-10 Tdk Corporation Tunable filter using variable impedance transmission lines
US9923540B2 (en) * 2014-11-05 2018-03-20 Associated Universities, Inc. Transmission line reflectionless filters
CN104518263A (zh) * 2014-12-03 2015-04-15 西安电子科技大学 一种毫米波带通频率选择表面
JP6488468B2 (ja) * 2014-12-26 2019-03-27 アドバンストマテリアルテクノロジーズ株式会社 圧電膜及び圧電セラミックス
US9966180B2 (en) 2016-01-22 2018-05-08 Raytheon Company Impedance transformer
WO2019171769A1 (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 国立大学法人大阪大学 バンドパスフィルタ
US11670828B1 (en) * 2021-04-27 2023-06-06 Rockwell Collins, Inc. Dielectric and thin film floating metal stacking for embedded tunable filtering of high frequency signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03128501A (ja) * 1989-10-13 1991-05-31 Mitsubishi Electric Corp 低域通過フィルタ
JPH0774506A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Murata Mfg Co Ltd 分布定数型フィルタ
JPH08154006A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Murata Mfg Co Ltd 誘電体基板
JPH11284407A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィルタ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03108192A (ja) 1989-09-22 1991-05-08 Olympus Optical Co Ltd 強誘電体メモリ
JP3178189B2 (ja) 1993-10-14 2001-06-18 松下電器産業株式会社 強誘電体伝送線路
JPH0878907A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Kyocera Corp 積層型誘電体フィルタ
JP3040947B2 (ja) * 1996-02-21 2000-05-15 長野日本無線株式会社 高周波用ローパスフィルタ
US6216020B1 (en) * 1996-05-31 2001-04-10 The Regents Of The University Of California Localized electrical fine tuning of passive microwave and radio frequency devices
JP3723284B2 (ja) * 1996-06-27 2005-12-07 三菱電機株式会社 高周波フィルタ
JP3883613B2 (ja) 1996-07-26 2007-02-21 ソニー株式会社 電気光学素子
US6057747A (en) * 1997-08-22 2000-05-02 Kyocera Corporation Dielectric waveguide line and its branch structure
JPH11239002A (ja) 1998-02-20 1999-08-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 移相器
US6377142B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-23 Paratek Microwave, Inc. Voltage tunable laminated dielectric materials for microwave applications
JP2001320202A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Mitsubishi Electric Corp フィルタ及びフィルタ一体型アンテナ
EP1428289A1 (en) * 2001-09-20 2004-06-16 Paratek Microwave, Inc. Tunable filters having variable bandwidth and variable delay
GB2390230B (en) * 2002-06-07 2005-05-25 Murata Manufacturing Co Applications of a three dimensional structure
JP2006060112A (ja) 2004-08-23 2006-03-02 Toppan Printing Co Ltd プリント配線板及びそのインピーダンス整合方法
JP2006145726A (ja) 2004-11-18 2006-06-08 Murata Mfg Co Ltd 電磁波方向制御素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03128501A (ja) * 1989-10-13 1991-05-31 Mitsubishi Electric Corp 低域通過フィルタ
JPH0774506A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Murata Mfg Co Ltd 分布定数型フィルタ
JPH08154006A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Murata Mfg Co Ltd 誘電体基板
JPH11284407A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2008114519A1 (ja) 2010-07-01
US8508318B2 (en) 2013-08-13
US20100109807A1 (en) 2010-05-06
WO2008114519A1 (ja) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5429630B2 (ja) 伝送線路フィルタ
CN107004936B (zh) 用于可变微波移相器的系统和方法
US6876279B2 (en) Voltage tunable laminated dielectric materials for a coplanor waveguide
US6954118B2 (en) Voltage tunable coplanar phase shifters with a conductive dome structure
US6556102B1 (en) RF/microwave tunable delay line
KR100889218B1 (ko) 가변 필터 소자, 가변 필터 모듈 및 이들의 제조 방법
US7030463B1 (en) Tuneable electromagnetic bandgap structures based on high resistivity silicon substrates
KR960700533A (ko) 고온 초전도 및 강유전막을 통합한 동조식 마이크로파 기구(TUNABLE MICROWAVE DEVICES INCORPORATING HIFH RWMPWEruew SUPERCONDUCTING AND FERROELECTRIC FILMS)
KR102485622B1 (ko) 인쇄 배선판 및 그 제조 방법
KR20010080727A (ko) 동조가능 필터
KR20100014252A (ko) 이중적층형 ebg 구조체
EP3745526A1 (en) Radio frequency phase shift device
EP1287579A1 (en) Waveguide-finline tunable phase shifter
JP4199395B2 (ja) 積層型マジックt
JP2004104382A (ja) マイクロ波移相器
US9474150B2 (en) Transmission line filter with tunable capacitor
JP2002330006A (ja) 可変特性高周波伝送路
RU2258279C1 (ru) Щелевая линия
RU2336609C1 (ru) Щелевая линия
JPH11355010A (ja) 導波管型帯域通過フィルタ
Tian et al. Multi‐layer thick‐film microwave components and measurements
JPH04237201A (ja) ストリップ線路型フィルタ
JP2004180126A (ja) ストリップラインフィルタ
US20070194861A1 (en) Method of transforming impedance and coplanar multi-layer impedance transformer
JPH01244604A (ja) 積層型貫通コンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101215

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees